В связи с бурным развитием мировой промышленности  особенно со второй половины XX века растёт  число различных грузоперевозок в том числе морскими путями. В машинных отделениях кораблей образуются льяльные и прочие нефтезагразнённые воды, которые требуют очистки перед их сбросом. Международная конвенция MARPOL регулирует этот вопрос и обязывает морской транспорт сдавать свои льяльные и прочие загрязнённые воды в портах, где осуществляется их очистка. Ранее для очистки требовался достаточно долгий процесс на специальном оборудовании, состоящим из немкольких ступеней, например таких как: отстой в специяльных ёмкостях, электрофлотация либо коагуляция, либо другой физико-химический способ в объёмных ваннах, фильтрация через слой активированного угля либо песка. Вся эта сехнологическая цепь занимает не мало места, однако современные технологии предлагают более рациональные технологии, одной из таких технологий является дифференциатор очистки нефтесодержащих стоков, который включает в себя целых 8 ступеней очистки и может быть установлен на судне.

Проектные решения очистных сооружений нефтесодержащих стоков

Дифференциатор ДНС 3М применяется в качестве основного оборудования на очистных сооружениях нефтесодержащих стоков и водопроводных станциях технического и питьевого водоснабжения и предназначен для:

       очистки нефтесодержащих стоков от автомобильных моек, моек узлов и деталей машин с оборотным водоснабжением;

       очистки дождевых вод и поверхностного стока с территорий АЗС, вагонных и локомотивных депо и других промышленных предприятий с последующей доочисткой;

       очистки производственных и подтоварных вод, нефтехранилищ, нефтебаз;

       очистки балластных вод нефтеналивных судов;

       очистки высокомутных вод поверхностных источников в системах технического и питьевого водоснабжения предприятий и поселков.

Дифференциатор ДНС 3М прост и надежен в эксплуатации, обеспечивает очистку воды от взвешенных веществ и нефтепродуктов, гарантирует отсутствие запахов и взрыво-противопожарную безопасность объекта, не требует постоянной промывки, а при наличии фильтров доочистки защищает их от чрезмерного загрязнения.

Дифференциаторы выпускаются 8-ми типоразмеров производительностью от 3 до 25 м³/ч. Возможно изготовление аппаратов большей производительности.

Дифференциаторы 3-го выпуска ДНС3 обеспечивают эффект очистки до 99% поскольку включают в себя 8 ступеней очистки т.е. 8 последовательно расположенных, элементарных и хорошо всем известных хрестоматийных очистных устройств скомпонованных в одном малогабаритном аппарате.

Дифференциаторы 3-го выпуска ДНС3, по сравнению с дифференциаторами предыдущих выпусков ДНС1 и ДНС2, обладают более совершенной системой "удержания достигнутых результатов" т. е. загрязнения извлеченные на каждой предыдущей ступени очистки теперь практически не проникают на последующие ступени, а удерживаются и отводятся специальными конструктивными устройствами аппарата, что значительно повышает конечный результат очистки.

Дифференциатор, малогабаритный закрытый цилиндрический аппарат с коническим днищем и съемной крышкой, устанавливается в отапливаемых помещениях на площадке обслуживания, опираясь на нее четырьмя опорами-лапами, расположенными по периметру цилиндрической части аппарата. Возможна установка аппарата на нулевой отметке с заглублением конической части в приямок-колодец, а так же установка аппарата непосредственно в грунте на сети дождевой канализации (вместо существующих и уже неработающих нефтеловушек). Аппараты могут быть рассчитаны и изготовлены под конкретную «нестандартную воду» для конкретного потребителя.

Основной конструкционный материал аппарата:

        исполнения "У" - углеродистая сталь;

        исполнения "К" - коррозионностойкая сталь.

Применение в аппаратах ДНС3 современных конструкционных материалов и технологий значительно снизило металлоемкость конструкции аппаратов, что в свою очередь позволило значительно уменьшить цену изделия.

Комплектация дифференциаторов дополнительным и вспомогательным оборудованием производится в соответствии с проектной технологической схемой очистных сооружений.

Дифференциатор разработан и выпускается ООО "ПЭСИО" по лицензии патентообладателя. Все права на коммерческое использование защищены патентом № 1674895.

Технические характеристики

Принцип действия

Предварительно смешанные с реагентами нефтесодержащие стоки или высокомутные воды поверхностных источников, после 5-10 минутного контакта, тангенциально подаются в аппарат где, приобретая вращательное движение в гидроциклоне (флокуляторе) 1, направляются вниз в коническую часть, причем под действием центробежных сил здесь происходит разделение суспензии (нефтепродукты вверх, шлам вниз), а так же дальнейшее образование и укрупнение хлопьев (флокул).

Далее поток меняет направление движения и, направляясь вверх, поступает в тонкослойный мультигидроциклон 2, образованный коаксиально расположенными пластинами, здесь еще сильно действует центробежное поле сил, а разделение объема на тонкие слои, предусматривает ламинарный режим движения потока.

Далее стоки попадают в осветлитель во взвешенном слое 3, где в цилиндрической части аппарата, с уменьшением скорости восходящего потока до 1 мм/с, усиливается действие гравитационного поля. Здесь взвешенные частицы образуют своеобразный фильтр – взвешенный слой, а разделение его тонкослойными пластинами, при условии продолжающегося вращения потока, так же предполагает разделение суспензии за счет центробежных сил т.е. продолжается эффект разделения суспензии в тонкослойном мультигидроциклоне.

После осветлителя во взвешенном слое стоки, продолжая движение вверх, попадают в тонкослойный коалесцирующий трубчатый блок отстойник 4, образованный трубчатыми элементами, расположенными под углом 60-45⁰ к горизонту, расчет трубчатого блока производится исходя из гидравлической крупности (скорости осаждения, всплытия) частиц, причем общая длина трубок блока может достигать нескольких километров. В тонкослойном трубчатом блоке происходит тонкослойное осаждение (всплытие) частиц, а поскольку трубки выполнены из коалесцирующего материала, происходит так же коалесценция (укрупнение) частиц нефтепродуктов на коалесцирующей поверхности трубок.

Тонкослойные блоки, выпускаемые отдельно, так же могут с успехом использоваться при реконструкции существующих вертикальных отстойников или осветлителей.

Далее стоки попадают в напорный отстойник-отделитель нефтепродуктов 5, где всплывающие нефтепродукты вытесняются объемом флотационной камеры и скапливаются на ограниченной свободной поверхности толстым слоем, откуда отводятся коллектором нефтепродуктов.

Далее поток вновь меняет свое направление и, двигаясь вниз, тангенциально вводится в аэратор-флотатор–трехсредный гидроциклон 6, где вновь приобретая вращательное движение, сталкивается с противотоком пузырьков воздуха из подводимой сюда водовоздушной смеси, что способствует отделению и флотации мелкодисперсных частиц загрязнений.

В конической части аэратора-флотатора поток вновь меняет свое направление движения и, двигаясь вверх, попадает в коалесцирующий фильтр 7. Здесь мелкодисперсные частицы нефтепродуктов коалесцируются (укрупняются на гранулах коалесцирующей загрузки) и, образовавшиеся флокулы всплывают в отстойную зону коалесцирующего фильтра, откуда так же отводятся коллектором нефтепродуктов.

Далее поток поступает во флотационную камеру 8, где посредством напорной флотации происходит окончательная доочистка воды от наиболее мелких частиц загрязнений.

Очищенная вода собирается периферийным отводящим коллектором флотационной камеры и самотеком выводится из дифференциатора в резервуар чистой воды.

Для обеспечения процесса напорной флотации из резервуара чистой воды, вспомогательным вихревым насосом через напорный бак водовоздушной смеси, 5-10% расхода очищенной воды возвращается в дифференциатор в виде водовоздушной смеси, приготовленной посредством водовоздушного эжектора, установленного на байпасной линии насоса.

Периодическая промывка коалесцирующего фильтра 4 обеспечивается тем же насосом из линии водовоздушной смеси.

Шлам из дифференциатора периодически сбрасывается путем кратковременного открытия шлангового затвора на шламовом патрубке дифференциатора.

Вспомогательные аппараты

Напорный бак

Цилиндрический аппарат с эллиптическим днищем и съемной эллиптической крышкой, оснащенный внутренними перегородками. Рабочее давление 0,4 МПа. Аппарат предназначен для растворения воздуха в рабочей жидкости. Объем растворяемого в напорном баке воздуха составляет 5% от объема рабочей жидкости при времени контакта 3 мин и давлении 0,4 МПа. Аппараты выпускаются емкостью 50, 100, 150, 200 л.

Эжектор водовоздушный

Эжектор предназначен для подсоса воздуха и подачи его во всасывающий трубопровод насоса. Эжектор устанавливается на байпасной линии насоса. Производительность эжектора по воздуху до 600 л/ч при давлении насоса 0,6 МПа. Основной конструктивный материал –коррозионностойкая сталь.

Дополнительное оборудование

Гидроциклон

Гидроциклон предназначен для предварительной очистки нефтесодержащих стоков – удаления песка и снижения концентрации взвешенных частиц. Гидроциклоны имеют внутреннее образивостойкое гумированное покрытие. Гидроциклоны выпускаются производительностью 5; 10 м³/ч. Основной конструктивный материал – углеродистая сталь, коррозионностойкая сталь.

Шламоуплотнитель

Цилиндрический аппарат с коническим днищем, работающий при атмосферном давлении, предназначен для уплотнения шлама из дифференциатора. Шламоуплотнители выпускаются емкостью 0,7; 1,4 м³. Основной конструктивный материал – углеродистая сталь, коррозионностойкая сталь.

Нутч-фильтр

Аппарат предназначен для приема и обезвоживания уплотненного шлама (осадка) под действием вакуума. Аппараты выпускаются производительностью 0,1 т/ч по обезвоженному осадку. Основной конструктивный материал – углеродистая сталь, коррозионностойкая сталь.

Приемные резервуары стоков

Резервуары выпускаются для работы под налив емкостью от 3,0 до 20,0 м³. Резервуары могут быть оснащены трубопроводом гидросмыва осадка. Основной конструктивный материал – углеродистая сталь, коррозионностойкая сталь.

Резервуары чистой воды

Резервуары выпускаются для работы под налив емкостью от 3,0 до 20,0 м³ . Резервуары, предназначенные для систем оборотного водоснабжения, могут оборудоваться змеевиком подогрева. Основной конструктивный материал – углеродистая сталь, коррозионностойкая сталь.

Выводы:

Благодаря быстрому развитию технологий, новые разработки зачастую становятся меньших габаритов, при чём обладают не худшей, а за частую и лучшей производительностью. Передовые технологии позволяют рационализировать технологические процессы, что доказывает вышеприведённое описание дифференциатора ДНС 3М, использование которого позволяет сэкономить и место отводимое под технологический процесс и время идущее на обработку.